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摘要:整个房屋建筑项目设计中,结构设计体系的选型、抗震设计属于关键关键,其设计质量对项目建设质量会产生很大影响。因此,本文重点对房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计展开如下分析。
关键词:建筑结构;设计体系选型;抗震设计
引言
当前,房屋建筑项目的结构设计体系,于选型、抗震设计等方面,均受施工单位的关注及重视,在选型上需确保建筑结构的设计体系与城市发展相符,而在抗震设计上,因地震发生率渐渐提升,若是房屋建筑的结构设计体系抗震标准偏低,则会使房屋建筑安全性受到威胁。因此,在之后的房屋建筑设计中,应确保其结构设计体系选型、抗震设计一同实施。
1、房屋建筑结构设计体系选型关键点
有研究显示,建筑项目层的高度和建筑自身重力参数、楼面运用荷载于竖向的构件所形成的轴力、弯矩设计参数有相关性。而且水平荷载所引导的房屋结构形成相应的倾覆力矩参数,倾覆力矩参数作用下竖向构件区产生的轴力和建筑层高的高度平方值均有相关性。需重点关注的是,对于高度不变的房屋建筑,其竖向的荷载参数是恒定值,但风荷载、地震参数属于水平方向荷载参数,该值易发生变化,易受建筑结构的动力特性、差异性的选型所影响。
1.1轴向变形
房屋建筑尤其是高层建筑,其承受竖向的荷载非常大,于荷载作用力较大的情况下,会使房屋结构梁柱区发生轴向变形运动,该种持续性轴向的变形运动会使连续的梁弯矩参数产生波动,使房屋结构的连续梁中部的支座区负弯矩参数降低。而且于较大竖向荷载的作用下,会让房屋结构的预制构件下料的长度有所变动。
1.2侧向位移
于房屋建筑的层高作用下,水平荷载下的房屋结构侧移的变形参数会明显增大,也就是建筑结构于水平方向荷载的影响下,其侧向位移被控制于相应的限度内。
1.3结构延性
高层建筑和低层建筑比较,其结构的柔性参数较明显,这也就使建筑于地震的作用力影响下,其变形更严重。为保证房屋结构于塑形变形后还能有较强变形参数,避免房屋于地震作用下发生倒塌、倾斜,这就需采取适当措施稳固结构,以保证建筑结构更加稳定。
2、房屋建筑结构设计体系选型
2.1框架—剪力墙结构
由于房建框架体系的刚度很低,强度也很弱,很难与建筑结构规定要求相符,针对现场施工人员在实施建筑施工时,需将房建平面当作载体,在部分位置运用剪力墙取代框架结构,从而产生框架—剪力墙结构体系。为此,当建筑结构受水平方向作用力之下,剪力墙结构、框架结构可和梁柱间进行连接,刚度非常高。当受楼板作用力后,二者间会形成相应的结构体系,这就使房建实际运行期间承受的具体垂直方向荷载载力,完全由框架结构体系承受,水平方向剪力经剪力墙承受。
2.2剪力墙结构
剪力墙结构体系指的是,于房屋建筑期间重点受力区均由平面剪力墙的构建承受。整个结构体系内,房建承受水平方向所产生的作用力和垂直方向荷载作用力均依靠在单片剪力墙结构内[1]。且于作用力影响下,传力产生形式相对均匀,因整体性非常好,其地震产生的抵抗能力也很强,最终保证能建度得以提升。
3、房屋建筑结构抗震设计关键点
3.1选取适宜的房建区
一般情况下,房屋建筑区域选择对房屋质量也会有所影响,地震会使房屋建筑四周地表发生变化,使地基开裂而影响房屋质量,为此,在选取房屋建筑位置方面,相关人员需合理、科学地选取房屋建筑,比如选取开阔、坚硬的建筑场地,全面考虑建筑场地土刚度大小、场地的覆盖层厚度等[2]。
3.2选取最佳房建材料
为保证房屋建筑结构的抗震性能良好,在选取房建材料需,需优中选优,综合考虑防火、保暖等因素,如选用良性较好的铝合金、钢、轻型复合材料、木质结构等当做房建主要材料。
3.3合理设计底层框架抗震墙
由于地震灾害重点发生于底层,这就要求设计人员在设计时需將底层墙体、框架柱重点突出,框架柱需比梁重。此种设计方法在发生地震时,底层的破坏程度会小很多。也可进行房屋平面、立面布置,需对称、规则,充分考虑第2层和底层侧移比,需控制适中,并与标准要求相符。比如,底层框架的抗震墙砖房第2层和底层侧移的刚度比于6°时,需<3,若于7°时需小于2.5,于8°时需>2, 9°时需<1.5[3]。
3.4合理设计钢筋混凝土的框架抗震内力
在设计房屋建筑钢筋混凝土的框架抗震内力的过程中,在地震作用之下,可将框架设计成梁铰型延性结构,这样可将梁端塑性铰区出现脆性剪切损坏可能性降低,同时合理调整梁端剪力,保证斜截面的受剪承载力比正截面的受弯承载力要高。若在实际房建结构设计中未采取该项措施,则柱端很有可能会使梁端先出现塑性铰,因此,合理调整整个柱计算内力且将配筋增大,会使塑性铰先产生梁端,其抗震性能非常好。
4、房建结构抗震设计流程
首先,先选取合适的地震动参数,以便为房建结构于弹性作用之下所产生的地震效应展开合理计算,于综合考虑风力、重力荷载所产生作用力的情况下,有效运用承载作用力调整抗震系数,以充分满足抗震标准要求,从而做好房建结构的构件界面设计;其次,选取上步骤所运用的地震动参数分析房建结构层间的位移参数,保证房建于抗震标准规范要求内,于抗震构造方法运用下,保证房建结构变形能力、延性性能得以增强;最后,选用和第三水准的抗震相符的地震动参数设计房建结构,尤其针对抗震相对薄弱区层间的位移参数做相应计算,以保证其和抗震设计的规范要求相符,这样能够使第3水准的防倒塌要求相符。
5、结语
综上阐述,随着当前建筑行业的运用技术水平越发提升,很多房建项目正朝着智能化、规模化、综合化等方向发展,这就要求相关的工作人员在房屋建筑的设计阶段多加关注并重视。本文经分析房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计,以在充分明确房建结构设计体系具体选型、结构抗震设计方法、流程等基础上,对具体的设计方法有一个清晰的认识,以保证房屋稳定性、安全性得以提升。
参考文献:
[1]王绍发.浅谈房建结构体系设计及抗震设计[J].房地产导刊,2015,16(11):133.
[2]龚俊.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想分析[J].建材发展导向(上),2015,13(12):144-145.
[3]周健.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].城市建设理论研究(电子版),2016,26(6):1402-1402.
关键词:建筑结构;设计体系选型;抗震设计
引言
当前,房屋建筑项目的结构设计体系,于选型、抗震设计等方面,均受施工单位的关注及重视,在选型上需确保建筑结构的设计体系与城市发展相符,而在抗震设计上,因地震发生率渐渐提升,若是房屋建筑的结构设计体系抗震标准偏低,则会使房屋建筑安全性受到威胁。因此,在之后的房屋建筑设计中,应确保其结构设计体系选型、抗震设计一同实施。
1、房屋建筑结构设计体系选型关键点
有研究显示,建筑项目层的高度和建筑自身重力参数、楼面运用荷载于竖向的构件所形成的轴力、弯矩设计参数有相关性。而且水平荷载所引导的房屋结构形成相应的倾覆力矩参数,倾覆力矩参数作用下竖向构件区产生的轴力和建筑层高的高度平方值均有相关性。需重点关注的是,对于高度不变的房屋建筑,其竖向的荷载参数是恒定值,但风荷载、地震参数属于水平方向荷载参数,该值易发生变化,易受建筑结构的动力特性、差异性的选型所影响。
1.1轴向变形
房屋建筑尤其是高层建筑,其承受竖向的荷载非常大,于荷载作用力较大的情况下,会使房屋结构梁柱区发生轴向变形运动,该种持续性轴向的变形运动会使连续的梁弯矩参数产生波动,使房屋结构的连续梁中部的支座区负弯矩参数降低。而且于较大竖向荷载的作用下,会让房屋结构的预制构件下料的长度有所变动。
1.2侧向位移
于房屋建筑的层高作用下,水平荷载下的房屋结构侧移的变形参数会明显增大,也就是建筑结构于水平方向荷载的影响下,其侧向位移被控制于相应的限度内。
1.3结构延性
高层建筑和低层建筑比较,其结构的柔性参数较明显,这也就使建筑于地震的作用力影响下,其变形更严重。为保证房屋结构于塑形变形后还能有较强变形参数,避免房屋于地震作用下发生倒塌、倾斜,这就需采取适当措施稳固结构,以保证建筑结构更加稳定。
2、房屋建筑结构设计体系选型
2.1框架—剪力墙结构
由于房建框架体系的刚度很低,强度也很弱,很难与建筑结构规定要求相符,针对现场施工人员在实施建筑施工时,需将房建平面当作载体,在部分位置运用剪力墙取代框架结构,从而产生框架—剪力墙结构体系。为此,当建筑结构受水平方向作用力之下,剪力墙结构、框架结构可和梁柱间进行连接,刚度非常高。当受楼板作用力后,二者间会形成相应的结构体系,这就使房建实际运行期间承受的具体垂直方向荷载载力,完全由框架结构体系承受,水平方向剪力经剪力墙承受。
2.2剪力墙结构
剪力墙结构体系指的是,于房屋建筑期间重点受力区均由平面剪力墙的构建承受。整个结构体系内,房建承受水平方向所产生的作用力和垂直方向荷载作用力均依靠在单片剪力墙结构内[1]。且于作用力影响下,传力产生形式相对均匀,因整体性非常好,其地震产生的抵抗能力也很强,最终保证能建度得以提升。
3、房屋建筑结构抗震设计关键点
3.1选取适宜的房建区
一般情况下,房屋建筑区域选择对房屋质量也会有所影响,地震会使房屋建筑四周地表发生变化,使地基开裂而影响房屋质量,为此,在选取房屋建筑位置方面,相关人员需合理、科学地选取房屋建筑,比如选取开阔、坚硬的建筑场地,全面考虑建筑场地土刚度大小、场地的覆盖层厚度等[2]。
3.2选取最佳房建材料
为保证房屋建筑结构的抗震性能良好,在选取房建材料需,需优中选优,综合考虑防火、保暖等因素,如选用良性较好的铝合金、钢、轻型复合材料、木质结构等当做房建主要材料。
3.3合理设计底层框架抗震墙
由于地震灾害重点发生于底层,这就要求设计人员在设计时需將底层墙体、框架柱重点突出,框架柱需比梁重。此种设计方法在发生地震时,底层的破坏程度会小很多。也可进行房屋平面、立面布置,需对称、规则,充分考虑第2层和底层侧移比,需控制适中,并与标准要求相符。比如,底层框架的抗震墙砖房第2层和底层侧移的刚度比于6°时,需<3,若于7°时需小于2.5,于8°时需>2, 9°时需<1.5[3]。
3.4合理设计钢筋混凝土的框架抗震内力
在设计房屋建筑钢筋混凝土的框架抗震内力的过程中,在地震作用之下,可将框架设计成梁铰型延性结构,这样可将梁端塑性铰区出现脆性剪切损坏可能性降低,同时合理调整梁端剪力,保证斜截面的受剪承载力比正截面的受弯承载力要高。若在实际房建结构设计中未采取该项措施,则柱端很有可能会使梁端先出现塑性铰,因此,合理调整整个柱计算内力且将配筋增大,会使塑性铰先产生梁端,其抗震性能非常好。
4、房建结构抗震设计流程
首先,先选取合适的地震动参数,以便为房建结构于弹性作用之下所产生的地震效应展开合理计算,于综合考虑风力、重力荷载所产生作用力的情况下,有效运用承载作用力调整抗震系数,以充分满足抗震标准要求,从而做好房建结构的构件界面设计;其次,选取上步骤所运用的地震动参数分析房建结构层间的位移参数,保证房建于抗震标准规范要求内,于抗震构造方法运用下,保证房建结构变形能力、延性性能得以增强;最后,选用和第三水准的抗震相符的地震动参数设计房建结构,尤其针对抗震相对薄弱区层间的位移参数做相应计算,以保证其和抗震设计的规范要求相符,这样能够使第3水准的防倒塌要求相符。
5、结语
综上阐述,随着当前建筑行业的运用技术水平越发提升,很多房建项目正朝着智能化、规模化、综合化等方向发展,这就要求相关的工作人员在房屋建筑的设计阶段多加关注并重视。本文经分析房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计,以在充分明确房建结构设计体系具体选型、结构抗震设计方法、流程等基础上,对具体的设计方法有一个清晰的认识,以保证房屋稳定性、安全性得以提升。
参考文献:
[1]王绍发.浅谈房建结构体系设计及抗震设计[J].房地产导刊,2015,16(11):133.
[2]龚俊.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想分析[J].建材发展导向(上),2015,13(12):144-145.
[3]周健.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].城市建设理论研究(电子版),2016,26(6):1402-1402.